Wicklung für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. Außer Zylinder-
und verstürzten Wicklungen werden insbesondere bei verhältnismäßig niederen Spannungen
und hohen Stromstärken bei Transformatoren Wendelwicklungen verwendet, bei denen
mehrere parallel geschaltete Leiter radial übereinander angeordnet sind. Bei derartig
aufgebauten Wicklungen entstehen außer den normalen Verlusten in den verschiedenen
parallel geschalteten Leitern noch Zusatzverluste, die etwa mit der vierten Potenz
der wirksamen Summe der parallelen Leiterbreiten ansteigen. Diese bekannte Tatsache
erfordert eine Kreuzung oder Wendelang der parallelen Drähte, die dieser Wicklungsart
die Bezeichnung »Wendelwicklung« gegeben hat. Dabei gilt die Regel, daß jeder der
parallelen Drähte auf jedem möglichen Durchmesser gleich viel Windungen aufweisen
maß, um die in den Leitern entstehenden Verluste gleichmäßig zu gestalten und Zusatzverluste
infolge von Ausgleichsströmen zu vermeiden. Besteht eine solche Wicklung beispielsweise
aus n parallelen Leitern, so sind n-1 Kreuzungen erforderlich.Winding for transformers, inductors or the like. Except for cylinder
and overturned windings are especially at relatively low voltages
and high currents used in transformers with helical windings
several conductors connected in parallel are arranged radially one above the other. With such
built windings arise in addition to the normal losses in the various
conductors connected in parallel still have additional losses, approximately with the fourth power
the effective sum of the parallel conductor widths increase. This known fact
requires a crossing or helix length of the parallel wires that use this type of winding
has given the designation »helical winding«. The rule is that each of the
parallel wires have the same number of turns on every possible diameter
measured in order to make the losses occurring in the conductors even and additional losses
as a result of equalizing currents. Is there such a winding, for example
from n parallel conductors, n-1 crossings are required.
Im mittleren Teil der Wicklung, in dem das Streufeld homogen und axial
gerichtet ist, d. h. keine radialen Komponenten auftreten, genügt diese Kreuzungsart
vollkommen. Die Stromverteilung ist in diesem Abschnitt symmetrisch. Unter dem mittleren
Teil der Wicklung sind dabei etwa 80% der Wicklungslänge zu verstehen. Bei den restlichen
2011/o der Wicklungslänge, die sich zu je etwa 10% auf den Anfang und das Ende der
Wicklung aufteilen, zeigt sich, daß die in diesen Abschnitten gelegenen Windungen
unter dem Einfluß von starken radialen Komponenten des Streuflusses stehen. Während
demnach im mittleren Wicklungsteil die beschriebene Wendelang der Wicklung zur Symmetrierang
ausreicht, entstehen unter der Einwirkung des Randfeldes neue Unsymmetrien innerhalb
des im Randfeld liegenden Wicklungsteiles. Die Stromverteilung auf die parallelen
Leiter wird daher ungleichmäßig, und trotz der oben beschriebenen, bekannten Wendelang
stellen sich Zusatzverluste ein, die auf ungleiche Teilströme innerhalb der Wicklung
zurückzuführen sind.In the middle part of the winding, in which the stray field is homogeneous and axial
is directed, d. H. no radial components occur, this type of intersection is sufficient
completely. The current distribution is symmetrical in this section. Below the middle one
Part of the winding is to be understood as about 80% of the winding length. With the rest
2011 / o the winding length, which is about 10% each at the beginning and the end of the
Split winding, it is found that the turns located in these sections
are under the influence of strong radial components of the leakage flux. While
accordingly, in the middle part of the winding, the described helix length of the winding for the symmetry length
sufficient, under the influence of the edge field new asymmetries arise within
of the winding part lying in the edge field. The power distribution to the parallel
The conductor therefore becomes uneven, and despite the known spiral length described above
additional losses arise due to unequal partial currents within the winding
are due.
Diese Nachteile werden nun erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß
der mittlere Teil der Wicklung in gleichmäßigen Abständen normal gewendelt ist,
während die am Anfang und am Ende gelegenen, von den radialen Komponenten des magnetischen
Streuflusses beeinflußten Windungen unabhängig von der übrigen Wendelang in sich
selbst vollkommen gewendelt sind.These disadvantages are now eliminated according to the invention in that
the middle part of the winding is normally coiled at regular intervals,
while those at the beginning and at the end of the radial components of the magnetic
Stray flux influenced turns independently of the rest of the coil length in itself
are themselves completely coiled.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt. Dem Beispiel wird eine Wendelwicklung mit einer Windungszahl von beispielsweise
40 Windungen mit vier parallelen Leitern zugrunde gelegt, die mit den Bezugszahlen
1 bis 4 gekennzeichnet sind. In der Zeichnung ist in jeder Zeile jeweils nur eine
Windung dargestellt; die Wendel- oder Kreuzungsstellen sind durch Kreuze angedeutet.
Die Verteilung der Wendelstellen auf den Umfang, insbesondere bei den in sich selbst
vollkommen gewendelten Windungen, ist aus dem neben jeder Zeile angebrachten Schema
zu ersehen.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing
shown. The example is a helical winding with a number of turns of, for example
40 turns with four parallel conductors are based on those with the reference numbers
1 to 4 are marked. In the drawing there is only one in each line
Turn shown; the helix or crossing points are indicated by crosses.
The distribution of the spiral points on the circumference, especially in the case of itself
completely coiled turns, is from the diagram attached next to each line
to see.
Entsprechend der in dem Beispiel gewählten Zahl der parallelen Leiter
sind demnach in den ersten und letzten vier Windungen, die 1011/o der Wicklungslänge
ausmachen, pro Windung drei Kreuzungen vorzusehen, um auf diese Weise in jeder der
einzelnen Windungen eine vollkommene Vertauschung der Leiter zu erreichen.Corresponding to the number of parallel conductors selected in the example
are therefore 1011 / o of the winding length in the first and last four turns
plan to provide three crossings per turn, in order to do this in each of the
individual turns to achieve a complete interchange of the conductors.
Unter Außerachtlassen der ersten vollkommen gewendelten vier Windungen
erfolgt eine gleichmäßige Aufteilung .des mittleren Wicklungsteiles, der etwa 80%
der Wicklungslänge umfaßt und der somit 32 Windungen aufweist. Bei n-4 Leitern sind
also n-1, also drei Kreuzungen erforderlich, woraus sich in dem angegebenen Beispiel
eine Kreuzung nach jeweils acht Windungen ergibt. Entsprechend den Eingangswindungen
wird also in dem Teil, in dem der magnetische Fluß parallel verläuft, ein vollkommener
Ausgleich zwischen den Leitern erzielt.Disregarding the first four completely coiled turns
there is an even distribution of the middle part of the winding, which is about 80%
the winding length and thus has 32 turns. If there are n-4 conductors
so n-1, so three crossings required, which is evident in the example given
a crossing after every eight turns results. According to the input turns
thus becomes a perfect one in the part where the magnetic flux is parallel
Balance achieved between the conductors.
Analog den Anfangswindungen sind auch die dem Streufeld ausgesetzten
Endwindungen in den letzten 10'% der Wicklungslänge vollkommen gewende@lt, also
innerhalb jeder Windung wiederum 7a-1 = 3mal gekreuzt, wie dem gezeigten Beispiel
entspricht. Dadurch wird erreicht, daß unabhängig von dem Einfluß des Streufeldes
eine gleichmäßige Stromverteilung in der gesamten Wendelwicklung erzwungen wird
und weitere unliebsame Zusatzverluste vermieden werden.
Selbstverständlich
beschränkt sich die Erfindung nicht auf das gezeigte Beispiel mit vier Leitern,
sondern ist auf jedeWendelwicklung beliebiganwendbar. Dies gilt insbesondere auch
für Doppelwendelwicklungen, bei denen infolge der Vielzahl von parallelen Leitern
eine reine radiale Anordnung der Leiter nicht mehr möglich ist, sondern eine Aufteilung
erforderlich wird. Die Aufteilung erfolgt dann dergestalt, daß je die Hälfte der
gesamten parallel geschalteten Leiter radial übereinander und beide Hälften axial
nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich dann eine Doppelschraube
oder, wie sie auch vielfach bezeichnet wird, eine Doppelwendelwicklung. Auch bei
einer derartigen Wicklung erfolgt eine Unterteilung in einen Mittelteil und zwei
Randteile. Im Mittelteil wird die Wendelung der Leiter normal durchgeführt, so daß
jeder Leiter in jeder Lage innerhalb der Doppelschraube in gleich viel Windungen
zu liegen kommt. In den Randteilen dagegen wird wiederum jede Windung unabhängig
von der übrigen Wende-Z> in sich selbst gewendelt.Those exposed to the stray field are analogous to the initial windings
End turns in the last 10% of the winding length completely reversed, i.e.
again 7a-1 = crossed 3 times within each turn, as in the example shown
is equivalent to. This ensures that it is independent of the influence of the stray field
an even current distribution in the entire helical winding is enforced
and further unpleasant additional losses are avoided.
Of course
the invention is not limited to the example shown with four conductors,
but can be used on any spiral winding. This also applies in particular
for double helix windings, where due to the large number of parallel conductors
a pure radial arrangement of the ladder is no longer possible, but a division
is required. The division then takes place in such a way that each half of the
entire parallel-connected conductors radially one above the other and both halves axially
are arranged side by side. This then results in a double screw
or, as it is often referred to, a double helix winding. Also at
Such a winding is divided into a middle part and two
Edge parts. In the middle part, the winding of the conductor is carried out normally, so that
every conductor in every position within the double screw with the same number of turns
comes to rest. In the edge parts, on the other hand, each turn becomes independent
from the rest of the turn Z> coiled into itself.